Abstract Pathogenic infections cause thymic atrophy, perturb thymic-T cell development and alter immunological response. Previous studies reported dysregulated T cell function and lymphopenia in coronavirus disease-19 (COVID-19) patients. However, immune-pathological changes, in the thymus, post severe acute respiratory syndrome coronavirus-2 (SARS-CoV-2) infection have not been elucidated. Here, we report SARS-CoV-2 infects thymocytes, depletes CD4+CD8+ (double positive; DP) T cell population associated with an increased apoptosis of thymocytes, which leads to severe thymic atrophy in K18-hACE2-Tg mice. CD44+CD25-T cells were found to be enriched in infected thymus, indicating an early arrest in the T cell developmental pathway. Further, Interferon gamma (IFN-γ) was crucial for thymic atrophy, as anti-IFN-γ antibody neutralization rescued the loss of thymic involution. Therapeutic use of remdesivir (prototype anti-viral drug) was also able to rescue thymic atrophy. While Omicron variant of SARS-CoV2 caused marginal thymic atrophy, delta variant of SARS-CoV-2 exhibited most profound thymic atrophy characterized by severely depleted DP T cells. Recently characterized broadly SARS-CoV-2 neutralizing monoclonal antibody P4A2 was able to rescue thymic atrophy and restore thymic developmental pathway of T cells. Together, we provide the first report of SARS-CoV-2 associated thymic atrophy resulting from impaired T cell developmental pathway and also explains dysregulated T cell function in COVID-19.

Japanese encephalitis virus (JEV) is the leading global cause of virus-induced encephalitis. Its pathogenesis is driven by a combination of neuronal cell death and neuroinflammation. We hypothesized that pharmacological upregulation of autophagy could exert a neuroprotective antiviral effect, and tested a panel of forty-two FDA-approved drugs that were shown to induce autophagy. Four drugs were tested in the JE mouse model based on in vitro protective effects on neuronal cell death, inhibition of viral replication, and anti-inflammatory effects in microglial cells. The antipsychotic phenothiazines Methotrimeprazine (MTP) and Trifluoperazine (TFP) showed a significant survival benefit with reduced virus titers in the brain, prevention of blood-brain barrier (BBB) breach, and inhibition of neuroinflammation. Both drugs were potent mTOR-independent autophagy flux inducers. Mechanistically MTP inhibited SERCA channel functioning, thereby resulting in rise in cytosolic calcium levels, and induction of a unique adaptive ER stress response. In virus infected drug treated cells, there was a strong transcriptional downregulation of type I interferon and interferon-stimulated genes and upregulation of cholesterol metabolic pathway genes. The drugs exerted an autophagy-dependent antiviral effect at the level of JEV protein translation/replication complex formation in diverse cell types. Inhibition of inflammatory cytokine/chemokine release from mouse microglial cells was partly autophagy-dependent. Our study suggests that MTP exerts a combined antiviral and anti-inflammatory effect in JEV infection, and has therapeutic potential to be repurposed for JE treatment.

Abstract Autophagy is a conserved intracellular degradation pathway that is essential for maintaining cellular homeostasis. Given its critical role in several disease conditions, recent studies are focussed on identifying drugs/small molecules with autophagy modulating capacity for potential clinical applications. Here, we describe the development and characterisation of a quantitative image-based high content screening platform for autophagy flux measurements using the human melanoma A375 cell line that stably expresses the GFP-LC3-RFP probe. The GFP-LC3 is incorporated into autophagosomes, while RFP serves an internal control. The GFP/RFP fluorescence intensity ratio gives an accurate indication of autophagy induction (low ratio) vs blockage of autophagy flux (high ratio), and was validated with the autophagy inducer Torin1 and inhibitor Bafilomycin A 1 . This assay was used to screen the Spectrum collection library comprising of 2560 compounds, to identify autophagy modulators. In addition to known autophagy effectors, several novel autophagy inducers and inhibitors were identified in our study. Further three FDA approved drugs that are widely used in skin-care products: Avobenzone, Guaiazulene and Tioxolone, were validated as potent autophagy inducers that function in an mTOR independent manner.